浅谈常见无损音乐格式:WAV、APE与FLAC(内含许嵩轶事)

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今天来聊聊无损音频格式当中的3个:WAV,APE 和 FLAC。


一、WAV:Wave波形格式


    为什么要先引入WAV呢?因为WAV不仅是最早的无损音频格式之一,也是最接近无损的一种音乐格式。WAV由微软开发,如果有些专业的读者使用过Adobe Audition软件,会发现它们使用的默认存储格式就是WAV。

    顺便说一下,Adobe Audition的前身就是大名鼎鼎的Cool Edit,后来被Adobe收购更名为Audition。学生时代的许嵩偶然间从网上接触了神奇的Cool Edit Pro,从此走上了音乐这条不归路——一个被音乐耽误的医生从此诞生了。

(图为Adobe Audition启动界面)


    既然WAV是最早的无损音频格式之一,为什么如今的它没有像APE或者FLAC那样流行呢?因为它有一个致命的缺点:占用空间太大。其大小计算公式:

文件大小(Byte) = (取样频率 * 取样位数 * 声道) * 时间 / 8

    知道你们不爱看“明明每个字都认识却根本不知道什么意思”的句子,举个例子:假如一场音乐会,时长90分钟,那么WAV文件大小分分钟能达到1.3GB以上。没错,同样是90分钟,WAV作为音频文件,大小居然和你珍藏的90分钟高清小电影差不多。而且别忘了:WAV是早期的无损音频文件,在早期那个存储空间还以MB为单位的年代,一段无损音频就把整个储存空间占满了。显然,没人喜欢这种体积的巨无霸。


二、APE:Monkey's Audio 猴子的音频

    

    APE由软件Monkey's audio压制得到,开发者为Matthew T. Ashland,源代码开放,因其界面上有只“猴子”标志而出名。软件名称直译就是“猴子的音频”,APE的意思是“类人猿”,咱也不知道,咱也不敢问为什么创始人对猿猴灵长类动物爱的那么深沉。APE作为一种无损压缩音频格式,通过Monkey's Audio这个软件可以将庞大的WAV音频文件压缩为APE,,体积虽然变小了,但音质和原来一样。通过Monkey's Audio解压缩还原以后得到的WAV文件可以做到与压缩前的源文件完全一致。所以APE被誉为“无损音频压缩格式”,Monkey's Audio被誉为“无损音频压缩软件”。

    简单来讲,APE压缩与WinRAR这类专业数据压缩软件压缩原理类似,只是APE等无损压缩数字音乐之后的APE音频文件是可以直接被播放的。APE的压缩速率是动态的,压缩时只压缩可被压缩部分,不能被压缩的部分还是会保留下来。

    缺点:APE 文件因其高压缩比而往往需要设备更强大的解码能力,在软硬件能力不足时,其流畅性会受到损伤。另外,APE 文件的容错性很差,只要在传输过程中出现一点差错,就会让整首 APE 音乐作废。这也是为什么各位从各种渠道获取的APE有时会无法正常播放。而 FLAC 文件因为每帧数据之间无关联。因此当 FLAC 文件在传播过程中受损,导致某帧数据损坏缺失的话,只会损失该帧的音频信息,不会影响到前后的数据。


三、FLAC:Free Lossless Audio Codec

    我们的集大成者:FLAC登场了。

    FLAC是Free Lossless Audio Codec的简称,是一种非常成熟的无损压缩格式,名气不在APE之下。该格式的源码完全开放,而且支持所有的操作系统平台。它的编码算法相当成熟,已经通过了严格的测试,当FLAC文件受损时依然能正常播放。另外,该格式是最先得到广泛硬件支持的无损格式。

    单从技术角度讲,FLAC要比APE更有优势,因为FLAC完全开源,许多播放器可以自由地将FLAC解码功能内建在自己的解码器中。同时,FLAC有广泛的硬件平台的支持,几乎所有采用便携式设计的高端解码芯片都能够支持FLAC格式的音乐,FLAC第三个优势在于:优秀的编码使得硬件在解码时只需采用简单的整数运算即可,这将大大降低所占用的硬件资源,解码速度极快,这也是硬件播放器对FLAC支持更好的原因。


四、总结


      就同一个立体声文件而言,APE、FLAC、WAV三种格式的音质是完全一样的。意思是说,从CD碟上抓轨出来后,得到的WAV和APE、FLAC音质完全相同,实际上是不同形式的同一个文件。但与CD碟是否完全一样,除了抓轨操作问题,基本上都是设备技术所限。

  所以,普通用户从收藏角度来说,三种格式一样。但播放效果上,上万元的专业设备和神经质般的金耳朵是能听出些许差别来的,这主要是因为不同格式间因编码不同导致解码速度不同所致;如果转换为同一种格式,正常听是没有区别的。

  那么,APE、FLAC、WAV三种格式区别在哪里呢?

  1、编码不同,导致解码速度WAV>FLAC>APE,直接影响到播放听感流畅性上:WAV>FLAC>APE

  WAV波形文件是音响设备和很多软件可以直接读取的波形文件,基本上不存在编解码问题。flac和ape都对WAV进行了编码,故能换取较小的体积,但同时造成解码播放时,因播放器材解析力很敏感(或者说技术所限),会因出现一定的jitter抖动(解析复杂编码所致)而导致播放效果不够饱满和流畅。这点你可以通过统一转换为WAV格式来试听解决。

  2、编码不同,导致所占空间大小APE<FLAC<WAV。

  由于flac和ape都对WAV进行了更高技术的编码,所以换取了较小的体积,这也是这两种格式之所以出现的根本原因。由于二者都是无损压缩,如果你是为了收藏,同时你的空间比较吃紧,较小体积的APE是最佳选择。

  3、编码不同,解码速度不一,导致占用CPU和耗电量不同。

  编码越复杂,解码越麻烦,自然占用内存率越高,耗电量自然越大。那些使用专业设备的发烧友们感触最深,同样的电量,三种格式播放时长依次为由长到短:WAV>FLAC>APE,所以,如果你的便携式播放机比较脆弱,自然选择WAV可以享受更长时间的音乐。

  4、开源性不同,导致纠错效果不同。

  有批评者对APE的防纠错和容错性大为诟病,指责其一报错就无法继续播放,等于整轨作废,同时嫌技术不开放。支持APE人群表示APE正好提供了检验音乐文件好坏质量的途径。但小编因为遇到过数次APE损坏不能播放的情况,所以还是更喜欢FLAC。

       5、开源性不同,导致支持软件多寡不均。

  编码软件的支持上,支持flac软件比ape多(当然现在几乎一样了),但并不等于支持Ape格式的播放软件就少。实际上现在已经有很多软件支持ape了。其实听的时候就那么几首歌,转一下格式能够让你的播放器支持就可以了。